Was ist Starkregen?

Nach der Definition des Deutschen Wetterdienstes (DWD) spricht man bei großen Niederschlagsmengen je Zeiteinheit (der Dauerstufe) von Starkregen. Starkregen kann überall auftreten und zu schnell ansteigenden Wasserständen und/oder zu Überschwemmungen führen.

Das sind „große Regenmengen“

Was allerdings „große Regenmengen“ sind ist nicht einheitlich definiert und variiert von Ort zu Ort. Die Klassifikation erfolgt häufig anhand von statistischen Schwellenwerten (z. B. über den DWD oder kommunale Gefahrenkarten).

Der DWD warnt beispielsweise in Deutschland vor Starkregen in drei Stufen:

• Regenmengen 15 bis 25 Millimeter pro Quadratmeter (mm/m²) in einer Stunde oder 20 mm/m² in sechs Stunden (Markante Wetterwarnung)
• Regenmengen mehr als 25 bis 40 mm/m² in einer Stunde oder mehr als 35 bis 60 mm/m² in sechs Stunden (Unwetterwarnung)
• Regenmengen > 40 mm in einer Stunde oder > 60 mm in sechs Stunden (Warnung vor extremem Unwetter)

Zum Vergleich: In Frankfurt am Main fällt durchschnittlich 658 mm Regen pro Jahr. Bei einem Extremereignis der Stufe 3 fällt also etwa ein Zehntel dieser Jahresmenge innerhalb von nur sechs Stunden.

Das ist „Dauerregen“

Die obige Skala betrifft allerdings, wie aus der Zeitdauer von nur einer Stunde ersichtlich ist, enorm intensive Regengüsse. Allerdings kann auch langanhaltender Dauerregen, große Probleme wie etwa Hochwasser erzeugen. Hier hat der DWD ebenfalls Warnstufen entwickelt, hier als Beispiel die Klassifizierung für Dauerregen von 72 Stunden (also drei Tage):

• Regenmengen von 60 bis 90 mm in 72 Stunden („Dauerregen“)
• Regenmengen von 90 bis 120 mm in 72 Stunden („ergiebiger Dauerregen“)
• Regenmengen >120 mm in 72 Stunden („extremer Dauerregen“)

Um solche Starkregenereignisse in Relation mit den ortsspezifischen Normalbedingungen zu setzen, werden häufig anhand ihrer sogenannten Wiederkehrzeit klassifiziert – ein „100-jährlicher Regen“ etwa beschreibt ein Ereignis, das statistisch gesehen im Schnitt nur alle 100 Jahre auftritt. Diese Angabe basiert auf Auswertungen vergangener Wetterdaten; der Deutsche Wetterdienst (DWD) nutzt dafür den Zeitraum von 1951 bis 2010.

Werte nicht falsch interpretieren!

Solche statistischen Werte können jedoch von der Öffentlichkeit leicht falsch interpretiert werden, so können theoretisch mehrere „100-jährliche“ Regenfälle in einem einzigen Jahr auftreten. Außerdem ist die Intensität solcher Ereignisse mit einer spezifischen Wiederkehrzeit innerhalb Deutschlands (entsprechendes Kartenmaterial gibt es hier) sehr unterschiedlich. Orte, an denen mit höherer Regelmäßigkeit starke Niederschläge fallen (etwa im Voralpenraum) sind daher etwa von der Kanalisation her besser auf solche Ereignisse vorbereitet als Gegenden, in denen vergleichbare Ereignisse seltener sind.

Starkregenindex

Um eine für den Laien besser fassbare Einordnung zu haben und die ortsüblichen Regenmengen zu berücksichtigen, wurde ergänzend der Starkregenindex (SRI) entwickelt. Der Starkregenindex ordnet Starkregenfälle auf einer Skala von 1 bis 12 an, wobei die Basis der Einteilung die örtliche Wiederkehrwahrscheinlichkeit von Starkregenereignissen ist (Stufe 1 bezieht sich dabei auf eine jährliche Wiederkehr, Stufe 7 auf eine 100-jährliche, Stufen 8 bis 12 stellen vielfache der Stufe 7 dar).

Das Risiko steht im Vordergrund

Im Vergleich zu der vom DWD benutzten Warnskala wird hier das Gefahrenrisiko mehr in den Vordergrund gestellt. Die Starkregenkategorie 1 und 2 würde dabei zu „normalen“ Starkregenereignissen gezählt werden; Ereignisse der Kategorie 3 bis 5 zählen zu intensiven Starkregenereignissen; Ereignisse der Kategorie 6 und 7 zählen zu den außergewöhnlichen Starkregenereignissen und Ereignisse der Kategorie 8 und mehr können als extreme Starkregenereignisse kategorisiert werden.

Typen von Starkregenereignissen:

Fachlich wird Starkregen nach Dauer und Intensität unterschieden. Heftige, kurze Niederschläge bilden sich, wenn feuchte Luftmassen aufsteigen und dann in höheren Luftschichten abkühlen. Bei starker Konvektion bilden sich typische, hochreichende Quellwolken, aus denen sich intensive Regenfälle entladen können. Dies kann an heißen Tagen durch die Erwärmung der Landoberfläche passieren und Hitzegewitter mit sich bringen. Meist verheerender sind Gewitter an Kaltfronten, wenn sich die warme, feuchte Luft über die kalten Luftmassen schiebt und so die Konvektion antreibt. Dauerregen entsteht aus einer atmosphärischen Situation, in der entweder ein Tiefdruckgebiet sehr ortsfest ist oder eine stetige Abfolge von Tiefdruckgebieten über eine Region zieht. Konvektion ist dafür nicht zwingend notwendig, es reicht auch so genannter stratiformer Niederschlag.

Natürliche Faktoren begünstigen Starkregen in Deutschland

Es gibt einige natürliche Faktoren, die die Ausbildung von Starkregenereignisse in Deutschland begünstigen:

• Zuggeschwindigkeit: langsam ziehend, starke Gewitterzellen könne enorme Regenmenge mit sich bringen. Hier bringen Superzellen neben Hagel die heftigsten Niederschläge, die allerdings auch räumlich begrenzt sind. Besonders langsam ziehende Gewitterzellen sind hier gefährlich
• blockierende Hochdrucklagen können Starkregen begünstigen, da sie verhindern, dass regenreiche Tiefdruckgebiete – wie in Mitteleuropa eigentlich üblich – rasch von West nach Ost ziehen. Eine bekannte Form der blockierenden Hochdrucklage ist die sogenannte Omegalage, bei der ein Hochdruckgebiet von zwei Tiefdruckgebieten flankiert wird. Diese Konstellation ähnelt dem griechischen Buchstaben Omega (Ω) und ist besonders stabil, da sich die Druckgebilde gegenseitig verstärken und in ihrer Position halten.
• Luftmassen, die große Wassermengen über dem warmen Ozean aufgenommen haben. Eine dafür typische Situation ist die sog. Vb Wetterlage (sprich: „fünf-b“), bei der feuchte Luft aus dem Golf von Genua östlich an den Alpen vorbei nach Osteuropa geführt. Im Osten Deutschland können so massive, langanhaltende Regenfälle auftreten. Feuchte Luft fördert zudem die Ausbildung heftiger Gewitter.
• Atmosphärische Flüsse sind langgezogene Niederschlagsbänder, die wie Flüsse auf dem Land enorme Feuchtigkeitsmengen in der unteren Atmosphäre von den Subtropen in die mittleren Breiten transportieren. Im Bereich des Nordatlantik treffen die meisten atmosphärischen Flüsse auf die Britischen Inseln und Norwegen, gelegentlich können sie aber auch Deutschland erreichen und dort für anhaltenden Starkregen sorgen. Die Relevanz von Atmosphärischen Flüssen für Starkregenereignisse in Deutschland ist umstritten, es mehren sich aber in den vergangenen Jahren Hinweise, dass sie einen bedeutsamen Einfluss haben.
• Topografie: Die Geländebeschaffenheit beeinflusst sowohl das Abflussverhalten als auch die räumliche Verteilung des Niederschlags. Orographische Hebung an Gebirgen kann zudem die Intensität des Niederschlags verstärken (Staueffekt). Dies ist auf den Karten mit der Verteilung on Extremniederschlägen in Deutschland deutlich zu erkennen, wo die höchsten Intensitäten in Mittel- und Hochgebirgen zu finden sind. Des Weiteren kommt es in Hanglagen verstärkt zu oberflächlichem Abfluss, während Täler und Senken zur Wasseransammlung neigen.
• Ausgetrockneter oder gesättigter Untergrund: Häufig folgen Gewitter mit Starkregen auf eine längeren Trockenperiode, die den Oberboden ausgetrocknet hat. Ausgetrockneter Boden kann allerdings Wasser nicht effektiv aufnehmen, was den Oberflächenabfluss beschleunigt. Gleiches gilt bei Dauerregen: irgendwann ist der Boden wassergesättigt und das Wasser kann nicht mehr versickern, sondern muss oberflächlich abfließen.

Daneben intensivieren menschliche Aktivitäten die Auswirkungen von Starkregen auf die unmittelbar betroffene Gegend.

Rodung und intensive Landnutzung an Hängen: Pflanzenbewuchs verbessert die Versickerungseigenschaften eines Bodens und schützt ihn vor Erosion. Fehlt dieser Bewuchs und wurde der Boden an einem Hang zudem intensiv bearbeitet, gelangen bei Starkregen neben Wasser auch erhebliche Mengen an Schlamm und Schutt zu den Gebäuden am Hang und am Hangfuß. Diese Massen wirken noch zerstörerischer auf die Bausubstanz, da sie beispielsweise Geröll mitführen können. Schlamm kann außerdem die Kanalisation blockieren, wodurch die Auswirkungen von Starkregen zusätzlich verschärft und die Schadensbeseitigung erheblich erschwert werden.

Flächenversiegelung: In urbanen Räumen wirkt sich die dichte Bebauung mit hohem Versiegelungsgrad negativ auf die natürliche Versickerung aus. Regenwasser kann nicht in den Boden eindringen und fließt oberflächlich ab, was bei Starkregen zu einer schnellen Überlastung von Entwässerungssystemen führt.

Abwasserinfrastruktur: Die Leistungsfähigkeit der Kanalisation ist entscheidend für die Bewältigung von Starkregen. Werden die Bemessungsgrenzen überschritten, kommt es zur Überflutung von Straßen, Kellern und Unterführungen. Besonders Mischwassersysteme stoßen bei Extremereignissen schnell an ihre Kapazitätsgrenzen.